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课件网) 第二节 电解池 第2课时 电解原理的应用 人教版2019选择性必修一 第四章 化学反应与电能 失电子的阴离子 发生氧化反应 还原剂 得电子的阳离子 发生还原反应 氧化剂 e- e- 电解质溶液或 熔融电解质 向移子离阳 阴极 阳极 电解池 电子导体 离子导体 阴离子移向 任务一 氯碱工业 问题：根据电解原理，分析使用惰性电极电解食盐水？ C C NaCl溶液 阴极 阳极 Na+ Cl﹣ OH﹣ H+ Na+ Cl﹣ OH- H+ > > 电极反应式和总反应式 产物 阳极 阴极 总反应 ——— 2H2O +2e﹣= H2↑+2OH﹣ Cl2 2Cl﹣ - 2e﹣ = Cl2↑ H2 NaOH 思考：如何检验阴阳极产物？ Cl2:湿润的淀粉KI试纸 H2: 收集并点燃 NaOH: 酚酞 氯气 氢气 2Cl﹣ +2H2O 2OH﹣ + H2↑+ Cl2↑ 通电 思考：如果用该装置电解池直接制备Cl2、H2 和NaOH，有什么缺点？ Cl2 + OH- ClO- + Cl- + H2O 阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合可能会引起爆炸！ 阳极产生的Cl2与移向阳极的OH-反应影响烧碱的产量与纯度！ H2 + Cl2 2HCl 一定条件 任务一 氯碱工业 思考：如何改进上述装置？ 控制溶液中离子的移动，把阴阳极隔开 Cl2 Cl－ Cl－ H2 Na＋ Na＋ H＋ OH－ 淡盐水 NaOH溶液 精制饱和NaCl溶液 H2O（含少量NaOH） 阳离子交换膜 阳极 惰性电极 阴极 碳钢网 阳极室 阴极室 ＋ － a b c d 阳极：2Cl- －2e- = Cl2↑ 阴极：2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH- Na＋ Na＋ 离子交换膜的作用： (1)避免阳极产物Cl2与阴极产物OH－、H2 发生反应； (2)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路。 任务一 氯碱工业 电 解 饱 和 食 盐 水 液碱 湿氢气 湿氯气 NaOH 含氯漂白剂 Cl2 H2 HCl 有机合成 造纸 玻璃 肥皂 纺织 印染 有机合成 氯化物合成 农药 盐酸 有机合成 金属冶炼 氯碱工业产品及其应用 任务二 电冶金 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 电解法 热还原法 热分解法 物理提取法 金属冶炼是使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程：M n+ + ne - = M 熔融NaCl C C 阴极 阳极 氯气 2Na+ +2e﹣ = 2Na 总反应：2NaCl(熔融) 2Na+ Cl2↑ 通电 2Cl﹣ —2e﹣ = Cl2↑ Na+ Cl﹣ 1921年，电解熔融氯化钠制取金属钠得以实现工业化。 1807年，英国化学家戴维通过电解熔融碳酸钠制得金属钠。 任务二 电冶金 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑ 2Cl－－2e－= Cl2↑ 2Na＋＋2e－= 2Na 冶炼镁 MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑ 2Cl－－2e－= Cl2↑ Mg2＋＋2e－= Mg 冶炼铝 2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑ 6O2－－12e－= 3O2↑ 4Al3＋＋12e－= 4Al 电解 电解 电解 思考：工业制镁，用的氯化镁而不用氧化镁？制铝时，用的是氧化铝而不用氯化铝？ 因为氧化镁的熔点比氯化镁高很多（金属氧化物的熔点普遍高于氯化物），浪费了能量 ；氯化铝是共价化合物，共价化合物为分子晶体，不能电解。而氧化铝是离子化合物，可电解。 材料 电极反应式 阳极 阴极 电解液 ——— Cu2+ +2e- ＝Cu ①Zn－2e-＝Zn2+ ②Fe－2e-＝Fe2+ ③Ni－2e-＝Ni2+ ④ 粗铜 精铜 CuSO4溶液 粗铜 精铜 CuSO4溶液 Ag Au 阳极泥 （含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质） 活性电极放电顺序： Zn > Fe > Ni > Cu > Ag > Au 电解精炼过程中，电解液组分（如浓度、酸碱性）是否变化？ 需定期补充电解液 Cu－2e-＝Cu2+ Cu－2e-＝Cu2+ 任务三 电解精炼 火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、银、金等），这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。 任务四 电镀 在某些金属表面镀上一层其它金属或合金的过程。使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。 材料 电极反应式 阳极 阴极 电 ... ...
